(57)【要約】    【課題】  反応器から出る反応ガス中に含まれる（メタ）アクリル酸を吸収塔で吸収するに際し、反応ガスから熱回収することができ、かつ熱回収用の熱交換器が閉塞した場合にも安定に運転を継続する方法を提供する。    【解決手段】  プロパン等と酸素とを含有する原料ガス中のプロパン等の気相接触酸化反応により、（メタ）アクリル酸を、反応器１を用いて生成し、得られた反応ガスを、熱交換器２０と吸収塔３０とに分配し、熱交換器２０に供給された反応ガスから熱エネルギーを回収し、熱交換器２０で冷却された反応ガス及び吸収塔３０に分配された反応ガスを吸収塔３０に供給し、これらの反応ガスから（メタ）アクリル酸を吸収液に回収して（メタ）アクリル酸を製造する。熱交換器２０と吸収塔３０への反応ガスの分配は、原料ガスの反応器１の入り口における圧力に応じて行う。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロパン、プロピレン、イソブチレン及び（メタ）アクロレインの一種又は二種以上と酸素とを含有する原料ガス中のプロパン、プロピレン、イソブチレン及び（メタ）アクロレインの一種又は二種以上の気相接触酸化反応により（メタ）アクリル酸を生成するための反応器と、
前記反応器と接続され、生成した（メタ）アクリル酸を含有する反応ガスを冷却するための熱交換器と、
前記熱交換器と接続され、（メタ）アクリル酸を吸収する吸収液と前記反応ガスとを接触させて前記反応ガス中の（メタ）アクリル酸を前記吸収液に吸収させるための吸収塔と、を有する（メタ）アクリル酸の製造装置において、
前記熱交換器を介さずに前記反応器と前記吸収塔とを接続するバイパス管と、
前記バイパス管を流れる前記反応ガスの流量を調整する流量調整手段とをさらに有することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記流量調整手段は、前記原料ガスの前記反応器への流量が実質的に一定となるように前記バイパス管を流れる前記反応ガスの流量を調整することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記流量調整手段は、前記原料ガスの前記反応器の入り口における圧力が実質的に一定となるように前記バイパス管を流れる前記反応ガスの流量を調整することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
プロパン、プロピレン、イソブチレン及び（メタ）アクロレインの一種又は二種以上と酸素とを含有する原料ガス中のプロパン、プロピレン、イソブチレン及び（メタ）アクロレインの一種又は二種以上の気相接触酸化反応により、（メタ）アクリル酸を、反応器を用いて生成する工程と、
生成した（メタ）アクリル酸を含有する反応ガスを、この反応ガスを冷却するための熱交換器と、この反応ガスを、（メタ）アクリル酸を吸収する吸収液に接触させる吸収塔とに分配する工程と、
熱交換器に供給された反応ガスを、前記熱交換器を用いて冷却する工程と、
前記熱交換器で冷却された反応ガス、及び前記分配する工程で前記吸収塔に分配された反応ガスを吸収塔において前記吸収液に接触させ、反応ガス中の（メタ）アクリル酸を吸収液に吸収させる工程と、を含み、吸収液に吸収された（メタ）アクリル酸を回収して（メタ）アクリル酸を製造する方法であって、
前記分配する工程では、前記原料ガスの前記反応器への流量に応じて前記反応ガスを分配することを特徴とする方法。
【請求項５】
前記分配する工程では、前記原料ガスの前記反応器への流量が実質的に一定となるように前記反応ガスを分配することを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記分配する工程では、前記原料ガスの前記反応器の入り口における圧力が実質的に一定となるように前記反応ガスを分配することを特徴とする請求項４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロパン、プロピレン、イソブチレン、又は（メタ）アクロレインの気相接触酸化反応により（メタ）アクリル酸を製造する装置及び方法に関し、更に詳しくは、反応器から排出された反応ガスから（メタ）アクリル酸を吸収塔で回収する際、反応器と吸収塔との間に設置された熱交換器が閉塞することによる（メタ）アクリル酸の生産量の低下を防止する（メタ）アクリル酸の製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（メタ）アクリル酸の製造プロセスでは、通常、プロパン、プロピレン、イソブチレン又は（メタ）アクロレインの気相接触酸化反応によって（メタ）アクリル酸を生成し、生成した（メタ）アクリル酸を含有する反応ガスを吸収塔に供給し、水等の吸収液と接触させることにより、反応ガス中の（メタ）アクリル酸を（メタ）アクリル酸溶液として回収する方法が採用されている。
【０００３】
このような製造プロセスでは、気相接触酸化反応用の触媒を収容し、これに原料ガスを導入する反応器と、吸収塔とが用いられる。この際、反応器から出てくる反応ガスの温度は通常２５０〜３５０℃である。一方、（メタ）アクリル酸の吸収塔は５０〜１５０℃程度の温度で運転されている。このため、（メタ）アクリル酸の製造プロセスでは、反応ガスの熱エネルギーの回収や、吸収塔での（メタ）アクリル酸の吸収効率の向上等の目的で、吸収塔の入り口に熱交換器を設け、反応ガスを冷却する装置が一般に採用されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【０００４】
この際、反応ガス中には、フタル酸、マレイン酸といった化合物が含まれており、運転を継続する内に熱交換器にこれらの化合物が付着し、熱交換器の閉塞の原因となる。熱交換器が閉塞すると、反応器における圧力が上昇し、通常の運転の継続が困難になる。その場合、（メタ）アクリル酸の生産量を落として運転を継続するか、あるいは運転を停止して熱交換器の清掃を行う必要が生じる。このように熱交換器が閉塞すると、（メタ）アクリル酸の製造装置の安定した運転が困難になり、また（メタ）アクリル酸の生産性が低下する。
【０００５】
熱交換器に付着する化合物を除去する技術としては、例えば反応ガス中の高沸点不純物を吸着する高沸点不純物析出帯を反応ガスの流路に配置するとともに、反応ガスの流路中に配置されていた他の高沸点不純物析出帯を、反応ガスの流路に隣接する室で洗浄可能に構成され、高沸点不純物析出帯を用いて反応ガス中から高沸点不純物を除去する装置が知られている（例えば、特許文献４参照）。
【０００６】
また、熱交換器における付着物の発生を防止する技術としては、例えば前記熱交換器における冷却面の温度を無水マレイン酸の沸点以上に保つと共に、反応ガスの平均流速を所定の速度以上とする方法が知られている（例えば、特許文献５参照。）。
【０００７】
しかしながら、熱交換器を設け、吸収塔に供給する反応ガスを冷却する装置では、熱交換器への前記付着物の付着に対して記載されておらず、このような付着物が付着したときの（メタ）アクリル酸の製造装置の安定した運転については検討の余地が残されている。
【０００８】
また、熱交換器における付着物を除去する技術や、熱交換器への付着物の付着を防止する技術では、（メタ）アクリル酸の製造装置の大型化や煩雑な操作が必要であったり、熱交換器での反応ガスの冷却に制限が生じることがある。また、熱交換器が閉塞した場合の
対応は記載されておらず、熱交換器に付着物が付着したときの（メタ）アクリル酸の製造装置の安定した運転については検討の余地が残されている。
【特許文献１】特開昭５０−９５２１７号公報
【特許文献２】特公昭４６−４０６０９号公報
【特許文献３】特開平８−１７６０６２号公報
【特許文献４】特開平８−１３４０１２号公報
【特許文献５】特開昭５０−１２６６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明の課題は、従来の欠点を排除し、反応器から出る反応ガス中に含まれる（メタ）アクリル酸を吸収塔に供給し、（メタ）アクリル酸溶液として回収する際、反応ガスから熱回収することができ、かつ熱交換器が閉塞した場合にも安定に運転を継続する方法を提供する事にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、反応器から出る反応ガスを熱交換器を用いて冷却した後、吸収塔に供給して、反応ガス中のアクリル酸又はメタクリル酸（以下、アクリル酸及びメタクリル酸の個々又は総称として「（メタ）アクリル酸」と記載する）を（メタ）アクリル酸溶液として回収する際、反応ガスを冷却する為の熱交換器に、熱交換器の入り口と出口とを繋ぐバイパス管を設け、熱交換器の閉塞が起こり反応器内の圧力が上昇し、（メタ）アクリル酸の生産量が低下する場合に、バイパス管に設置した弁を少しずつ開けることにより反応器の内圧を所定値に維持し、原料ガスの反応器への流量の低下に伴う（メタ）アクリル酸の生産量の低下を防止する。
【００１１】
すなわち、本発明は、プロパン、プロピレン、イソブチレン及び（メタ）アクロレインの一種又は二種以上と酸素とを含有する原料ガス中のプロパン、プロピレン、イソブチレン及び（メタ）アクロレインの一種又は二種以上の気相接触酸化反応により（メタ）アクリル酸を生成するための反応器と、生成した（メタ）アクリル酸を含有する反応ガスを冷却するための熱交換器と、（メタ）アクリル酸を吸収する吸収液と反応ガスとを接触させて反応ガス中の（メタ）アクリル酸を吸収液に吸収させるための吸収塔とを有する（メタ）アクリル酸の製造装置において、熱交換器を介さずに反応器と吸収塔とを接続するバイパス管と、バイパス管を流れる反応ガスの流量を調整する流量調整手段とをさらに有する装置である。
【００１２】
また、本発明は、プロパン、プロピレン、イソブチレン及び（メタ）アクロレインの一種又は二種以上と酸素とを含有する原料ガス中のプロパン、プロピレン、イソブチレン及び（メタ）アクロレインの一種又は二種以上の気相接触酸化反応により、（メタ）アクリル酸を、反応器を用いて生成する工程と、生成した（メタ）アクリル酸を含有する反応ガスを、この反応ガスを冷却するための熱交換器と、この反応ガスを、（メタ）アクリル酸を吸収する吸収液に接触させる吸収塔とに分配する工程と、熱交換器に供給された反応ガスを、熱交換器を用いて冷却する工程と、熱交換器で冷却された反応ガス、及び前記分配する工程で吸収塔に分配された反応ガスを吸収塔において吸収液に接触させ、反応ガス中の（メタ）アクリル酸を吸収液に吸収させる工程と、を含み、吸収液に吸収された（メタ）アクリル酸を回収して（メタ）アクリル酸を製造する方法であって、前記分配する工程では、原料ガスの前記反応器への流量に応じて反応ガスを分配する方法、を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、熱交換器を用いることから、反応ガスから熱エネルギーを回収することができるとともに、この熱交換器を迂回する反応ガスの流量を調整することから、熱交
換器において付着物が付着しても、原料ガスを安定して供給することができ、（メタ）アクリル酸の製造を安定して継続することができる。
【００１４】
本発明では、反応器における原料ガスの入り口圧力が実質的に一定となるようにバイパス管を流れる反応ガスの流量を調整すると、（メタ）アクリル酸の製造を安定して継続し、（メタ）アクリル酸の生産性の低下を防止する観点からより一層効果的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（メタ）アクロレインあるいは（メタ）アクリル酸は、通常、工業的には、プロパン、プロピレン、イソブチレン及び／又はアクロレインを固体の触媒の存在下で分子状酸素により酸化する、いわゆる接触気相酸化によって得られる。
【００１６】
（メタ）アクリル酸を製造する工程としては、以下、アクリル酸を代表して例示するが、例えば、次の（１）〜（３）等が挙げられる。
【００１７】
（１）プロパン、プロピレン及び／又はアクロレインを接触気相酸化してアクリル酸を生成する工程、アクリル酸を生成する工程で得られたアクリル酸含有ガスを吸収液としての水と接触させてアクリル酸をアクリル酸水溶液として捕集する捕集工程、このアクリル酸水溶液から適当な抽出溶剤を用いてアクリル酸を抽出する抽出工程、アクリル酸と抽出溶剤を分離する工程、得られたアクリル酸を精製する精製工程、これらの工程の中から得られるアクリル酸ミカエル付加物、及び重合禁止剤を含む高沸液を分解してアクリル酸を回収する工程、及びアクリル酸を前記捕集工程以降のいずれかの工程に供給する工程。
【００１８】
（２）プロパン、プロピレン及び／又はアクロレインを接触気相酸化してアクリル酸を生成する工程、アクリル酸を生成する工程で得られたアクリル酸含有ガスを吸収液としての水と接触させてアクリル酸をアクリル酸水溶液として捕集する捕集工程、このアクリル酸水溶液を共沸溶剤の存在下に蒸留して塔底から粗アクリル酸を取り出す共沸分離工程、得られた粗アクリル酸から酢酸を除去する酢酸分離工程、得られたアクリル酸を精製する精製工程、これらの工程の中から得られるアクリル酸ミカエル付加物、及び重合禁止剤を含む高沸液を分解してアクリル酸を回収する工程、及びアクリル酸を前記捕集工程以降のいずれかの工程に供給する工程。
【００１９】
（３）プロパン、プロピレン及び／又はアクロレインを接触気相酸化してアクリル酸を生成する工程、アクリル酸を生成する工程で得られたアクリル酸含有ガスを有機溶媒と接触させてアクリル酸をアクリル酸有機溶媒溶液として捕集し、水、酢酸等を同時に除去する捕集／分離工程、このアクリル酸有機溶媒溶液からアクリル酸を取り出す分離工程、これらの工程の中から得られるアクリル酸ミカエル付加物、及び重合禁止剤を含む高沸液を分解してアクリル酸を回収する工程、アクリル酸を前記捕集工程以降のいずれかの工程に供給する工程、及び前記有機溶媒を一部又は全部精製する工程。
【００２０】
本発明は、前記気相接触酸化反応によって（メタ）アクリル酸を製造する方法であれば特に限定されず適用することができる。
【００２１】
本発明の（メタ）アクリル酸の製造方法は、プロパン、プロピレン、イソブチレン及び（メタ）アクロレインの一種又は二種以上と酸素とを含有する原料ガス中のプロパン、プロピレン、イソブチレン及び（メタ）アクロレインの一種又は二種以上の気相接触酸化反応により、（メタ）アクリル酸を、反応器を用いて生成する工程と、生成した（メタ）アクリル酸を含有する反応ガスを、この反応ガスを冷却するための熱交換器と、この反応ガスを、（メタ）アクリル酸を吸収する吸収液に接触させる吸収塔とに分配する工程と、熱交換器に供給された反応ガスを、熱交換器を用いて冷却する工程と、熱交換器で冷却され
た反応ガス、及び前記分配する工程で吸収塔に分配された反応ガスを吸収塔において吸収液に接触させ、反応ガス中の（メタ）アクリル酸を吸収液に吸収させる工程と、を含む。
【００２２】
本発明において、前記（メタ）アクリル酸を生成する工程、熱交換器を用いて前記反応ガスを冷却する工程、及び前記（メタ）アクリル酸を吸収液に吸収させる工程は、公知の装置や部材等の公知の手段を用いて行うことができる。
【００２３】
本発明において、反応ガスを分配する工程は、前記（メタ）アクリル酸を生成する工程で生成した反応ガスを前記熱交換器及び前記吸収塔に分配する。この分配は、反応器への原料ガスの流量が低下することを防止する観点から、反応器への原料ガスの流量に応じて行われる。
【００２４】
反応器の内圧と原料ガスの圧力との差を利用して原料ガスを反応器に供給する場合では、前記分配する工程では、反応器内の圧力が上昇し、反応器に供給される原料ガスの圧力と同等になることにより、原料ガスの反応器への流量が低下することを防止する観点から、前記反応器に供給される原料ガスの反応器の入り口における圧力に応じて行われる。
【００２５】
前記分配する工程では、反応器への原料ガスの流量が実質的に一定となるように反応ガスを分配することが、（メタ）アクリル酸の安定した生産を行う観点から好ましい。ここで「実質的に一定」とは、原料ガスの反応器への流量が（メタ）アクリル酸の生産量に影響を及ぼさない程度の範囲にあることを意味する。このような範囲は、装置のスケール等に応じて異なるが、例えば製造装置の運転当初における原料ガスの反応器への流量に対して±５容量％程度である。
【００２６】
反応器の内圧と原料ガスの圧力との差を利用して原料ガスを反応器に供給する場合では、前記分配する工程では、反応器の入り口における原料ガスの圧力が実質的に一定となるように反応ガスを分配することが、（メタ）アクリル酸の安定した生産を行う観点から好ましい。ここで「実質的に一定」とは、前述した原料ガスの流量の数値範囲に応じた圧力の範囲であれば良く、例えば製造装置の運転当初における、反応器における原料ガスの入り口での圧力に対して±４ｋＰａ程度である。
【００２７】
前記分配する工程は、前記反応ガスを前記熱交換器に対して迂回させるバイパス管と、このバイパス管における反応ガスの流量を調整する弁等の手段とによって行うことができる。バイパス管における反応ガスの流量は、手動にて調整しても良いが、反応器への原料ガスの流量を検出する流量計や、前記反応器の入り口の圧力を検出する圧力計と連動する自動弁によって調整することが好ましい。
【００２８】
本発明の（メタ）アクリル酸の製造方法は、以下に説明する本発明の（メタ）アクリル酸の製造装置を用いることにより、好適に行うことができる。
【００２９】
本発明に用いられる（メタ）アクリル酸の製造装置の一例を図１に示す。この製造装置は、反応器１と、反応器１で得られた反応生成物を冷却するための熱交換器２０と、熱交換器２０で冷却された反応生成物から所定の成分を吸収液に吸収させる吸収塔３０と、熱交換器２０よりも反応器１側の管と熱交換器２０よりも吸収塔３０側の管とを接続するバイパス管４０と、バイパス管４０を流れる前記反応生成物の流量を調整するための自動弁５０とを有する。自動弁５０は、反応器１において原料ガスが供給される反応器１の入り口の圧力を検出する圧力計６０の検出値に応じて開閉するように構成されている。また前記製造装置には、図示しないが、その後の工程に応じた精留塔や分解反応塔等の装置が適宜設けられている。
【００３０】
反応器１は、プロパン、プロピレン、イソブチレン及び（メタ）アクロレインの一種又は二種以上と酸素とを含有する原料ガス中のプロパン、プロピレン、イソブチレン及び（メタ）アクロレインの一種又は二種以上の気相接触酸化反応により（メタ）アクリル酸を生成するための手段である。
【００３１】
本発明には、プロピレン及び／又はアクロレインを、分子状の酸素ガスを用いて気相接触酸化してアクリル酸を得る方法が含まれる。アクロレイン及びアクリル酸を接触気相酸化反応によって生成する工業化されている方法の代表例としては、以下に説明するワンパス方式、未反応プロピレンリサイクル方式及び燃焼廃ガスリサイクル方式があるが、本発明においては上記三つの方法を含めて、（メタ）アクリル酸を接触気相酸化反応によって生成する方法であれば、反応方式は限定されない。
【００３２】
（１）ワンパス方式：
この方式は、前段反応において、プロピレン、空気及びスチームを混合供給し、主としてアクロレインとアクリル酸に転化させ、この出口ガスを生成物と分離することなく後段反応へ供給する方法である。このとき、前段出口ガスに加えて、後段反応で反応させるのに必要な空気及びスチームを後段反応へ供給する方法も一般的である。
【００３３】
（２）未反応プロピレンリサイクル方式：
この方式は、後段反応で得られたアクリル酸を含有する反応ガスを、アクリル酸を捕集する捕集装置に導き、アクリル酸を水溶液として捕集し、当該捕集装置における未反応のプロピレンを含有する廃ガスの一部を、前段反応に供給することにより、未反応のプロピレンの一部をリサイクルする方法である。
【００３４】
（３）燃焼廃ガスリサイクル方式：
この方式は、後段反応で得られたアクリル酸を含有する反応ガスを、アクリル酸を捕集する捕集装置に導き、アクリル酸を水溶液として捕集し、当該捕集装置における廃ガスを全量燃焼させ、含有される未反応のプロピレン等を主として二酸化炭素及び水に変換し、得られた燃焼廃ガスの一部を前段反応に添加する方法である。
【００３５】
反応器１は、このような反応方式の反応が可能な手段であれば特に限定されない。反応器１の例として、固定床多管型反応器がある。これを用いた気相接触酸化反応は、プロパン、プロピレン又はイソブチレンを複合酸化物触媒の存在下で分子状酸素又は分子状酸素含有ガスを用いて（メタ）アクロレイン或いは（メタ）アクリル酸を製造する際に広く用いられる方法である。
【００３６】
本発明において、固定床多管型反応器とは、一般に工業的に用いられているものであり特に制限はない。その他の形式の反応器としては、固定床プレート型反応器、流動床型反応器があり、これらも本発明における反応器の対象となる。
【００３７】
以下、反応器１の具体的な態様を図２及び図３に従って説明する。
反応器（以下、「多管式反応器」ともいう）１は、例えば図２に示されるように、シェル２と、シェル２の両端に形成され、原料ガスの入り口である原料供給口又は生成物を含有する反応ガスの出口である生成物排出口となる開口４ａ、４ｂと、シェル２内を横断方向に区切る二枚の管板５ａ、５ｂと、管板５ａ及び５ｂを貫通してこれらの管板に固定されている複数の反応管１ｂ、１ｃと、二枚の管板で挟まれたシェル２の内側の空間とシェル２の外部との間で熱媒体を循環させるための環状導管３ａ、３ｂと、二枚の管板で挟まれたシェル２の内側の空間において、シェル２の長手方向において交互に設けられている穴あき邪魔板６ａ、６ｂとを有する。
【００３８】
反応管１ｂ、１ｃには、触媒等が充填されている。また、反応管１ｂ、１ｃには、温度計１１が挿入されている。反応管１ｂ、１ｃに充填される触媒等については後に説明する。
【００３９】
環状導管３ａ、３ｂには、環状導管３ａ、３ｂとシェル２との間で熱媒体を循環させるための循環ポンプ７と、環状導管３ａ、３ｂに熱媒体を供給する熱媒体供給ライン８ａと、環状導管３ａ、３ｂから熱媒体を抜き出す熱媒体抜き出しライン８ｂと、熱媒体の温度を検出する複数の温度計１４、１５とが設けられている。
【００４０】
穴あき邪魔板６ａ及び６ｂは、それぞれシェル２を横断する方向に拡がるように設けられ、反応管１ｂ、１ｃに固定されている。穴あき邪魔板６ａは、シェル２の中央部付近に開口部を形成するように、シェル２の内周壁から中央部付近まで延出する、例えばドーナツ状の穴あき邪魔板であり、穴あき邪魔板６ｂは、シェル２の内周壁と穴あき邪魔板６ｂの縁部との間に開口部を形成するように、シェル２の中央部から内周壁に向けて延出する、例えば円形の穴あき邪魔板である。
【００４１】
穴あき邪魔板６ａ、６ｂのそれぞれの形状や配置は、反応管１ｂ、１ｃにおけるホットスポット（過熱部）の発生を防止する観点から、シェル２に設けられる全ての穴あき邪魔板をシェル２のある横断面に投影したときに、全ての穴あき邪魔板の投影図によってシェル２の横断面が占められるように設けられている。
【００４２】
図２に示す反応器１では、プロセスガス（原料ガス、又は反応ガス、又はこれらの両方）と熱媒体の流れが向流であれば、プロセスガスの流れ方向は何れでもかまわないが、図２においては、シェル２内の熱媒体の流れ方向が上昇流として矢印で記入されているので、４ｂが原料供給口である。原料供給口４ｂから導入された原料ガスは、反応器１の反応管１ｂ、１ｃ内で逐次に反応する。
【００４３】
循環ポンプ７によって昇圧された熱媒体は、環状導管３ａよりシェル２内を上昇する。この間に、熱媒体は、反応管１ｂ、１ｃで気相接触酸化反応によって生じた反応熱を吸収する。シェル２の中央部付近に開口部を有する穴あき邪魔板６ａと、シェル２の内周壁付近に開口部を形成する穴あき邪魔板６ｂとが交互に複数配置されていることによって、シェル２内に導入された熱媒体の流れの方向が転換されて、熱媒体は環状導管３ｂより循環ポンプ７に戻る。
【００４４】
反応熱を吸収した熱媒体の一部は、循環ポンプ７の上部に設けられた熱媒体抜き出しライン８ｂより熱交換器（図には示されていない）によって冷却されて、熱媒体供給ライン８ａより環状導管３ａに再度導入され、再度シェル２へ導入される。熱媒体の温度の調節は、例えば温度計１４で検出される温度に基づいて、熱媒体供給ライン８ａから導入される還流熱媒体の温度又は流量を調節することにより行われる。
【００４５】
また、熱媒体の温度の調節は、用いる触媒の性能にもよるが、熱媒体供給ライン８ａと熱媒体抜き出しライン８ｂとにおける熱媒体の温度差が１〜１０℃、好ましくは２〜６℃となるように行われる。
【００４６】
環状導管３ａ及び３ｂの内側の胴板部には、前記胴板部のある横断面を通過する熱媒体の流速の差を小さくする為、整流板（図示されていない）が設置されることが好ましい。整流板には、多孔板やスリットを持った板等が用いられ、多孔板の開口面積やスリットの間隔を変えることによって、前記横断面中のいかなる点からも同じ流速で熱媒体がシェル２へ流入する様に整流される。環状導管（３ａ、好ましくは３ｂも）内の温度は複数個の温度計１５を設置して監視することができる。
【００４７】
シェル２内に設置する穴あき邪魔板６の数は特に制限はないが、通常通り３枚（６ａタイプ２枚と６ｂタイプ１枚）設置することが好ましい。この穴あき邪魔板６の存在により、熱媒体の流れは、単純な上昇流が妨げられ、反応管の管軸方向に対して横方向に転換し、熱媒体はシェル２の周壁部より中央部へ集まり、穴あき邪魔板６ａの開口部で方向転換してシェル２の周壁部へ向かい、シェル２の周壁に到達する。
【００４８】
熱媒体は、穴あき邪魔板６ｂによってシェル２の周壁で再度方向転換して中央部へ集められ、穴あき邪魔板６ａの開口部を上昇して、管板５ａに沿ってシェル２の周壁に向けて移動し、環状導管３ｂを通って循環ポンプ７に戻る。
【００４９】
反応器１内に配置された反応管１ｂ、１ｃには、温度計１１が挿入され、反応器１外まで信号が伝えられて、触媒層の反応器１における管軸方向の温度分布が記録される。反応管１には複数本の温度計が挿入され、１本の温度計により、管軸方向に対して５〜２０点の反応管１ｂ、１ｃ内の温度が測定される。
【００５０】
また反応器１には、例えば図３に示される反応器が用いられる。図３に示す多管式反応器は、管板５ａ、５ｂで区切られるシェル２内部の空間をさらに分割する中間管板９を有する点、管板５ａと中間管板９で区切られる空間、及び中間管板９と管板５ｂで区切られる空間のそれぞれに穴あき邪魔板６ａ、６ｂをそれぞれ設けた点、及び管板５ａと中間管板９で区切られる空間、及び中間管板９と管板５ｂで区切られる空間のそれぞれに熱媒体を循環させる環状導管３ａ、３ｂをそれぞれ設けた点、以外は、図２に示した多管式反応器と同様に構成されている。
【００５１】
中間管板９によって分割されたシェル２内のそれぞれの空間は、別々の熱媒体が供給され、別々の温度に制御される。原料ガスは開口４ａ又は４ｂのどちらから導入されても良いが、図３では、シェル２内の熱媒体の流れ方向が上昇流として矢印で記入されているので、プロセスガスの流れが熱媒体の流れと向流となる４ｂを原料供給口とする。原料供給口４ｂから導入された原料ガスは、反応器１の反応管１ｂ、１ｃ内で逐次に反応する。
【００５２】
図３に示す多管式反応器は、管板５ａと中間管板９とで区切られた空間（図３のＡエリア）と、中間管板９と管板５ｂとで区切られた空間（図３のＢエリア）とで異なる温度の熱媒体を存在させることができる。反応管への触媒等の充填の仕様によっては、このような温度帯の相違を有効に利用することができるケースがある。
【００５３】
このようなケースとしては、例えば１）同一触媒を反応管の全体に充填し、反応管の原料ガスの入り口と出口で温度を変えて反応させるケース、２）原料ガスの入り口部には触媒を充填し、反応生成物を急激に冷却するためプロセスガスの出口部分には触媒を充填せず、空筒あるいは反応活性の無い不活性物質を充填するケース、３）原料ガスの入り口部分と出口部分には異なる触媒を充填し、その間に、反応生成物を急激に冷却するため触媒を充填せず空筒あるいは反応活性の無い不活性物質を充填するケースがある。
【００５４】
例えば、図３に示す多管式反応器にプロピレン、プロパン又はイソブチレンと分子状酸素含有ガスとの混合ガスを原料供給口４ｂから導入し、まず前段反応用の一段目（反応管のＡエリア）で（メタ）アクロレインとし、さらに後段反応用の二段目（反応管のＢエリア）で該（メタ）アクロレインを酸化して（メタ）アクリル酸を製造する。
【００５５】
反応管の一段部分（以下、「前段部分」ともいう）と二段部分（以下、「後段部分」ともいう）には別の触媒が充填され、それぞれ異なった温度に制御されて最適な条件で反応が行われる。反応管の前段部分と後段部分の間（中間管板９によって支持されている部分
及びその周辺）には、反応には関与しない不活性物質が充填されることが好ましい。
【００５６】
図２及び図３には、シェル２内の熱媒体の流れ方向が上昇流として矢印で記入されているが、本発明では逆方向でも可能である。熱媒体の循環に際しては、シェル２及び循環ポンプ７の上端に存在するであろうガス、具体的には窒素等の不活性ガスの熱媒体流への巻き込みを防止するように熱媒体を循環させることが、（メタ）アクリル酸の安定した製造を実現する観点から好ましい。
【００５７】
熱媒体抜き出しライン８ｂは、少なくとも管板５ａより上方に設置されることが、シェル２内の圧力の上昇させる観点から好ましい。このような構成によれば、シェル２内や環状導管３ａ、３ｂ内でのガス溜まりが防止され、循環ポンプ７のキャビテーション現象を防止することができる。又は、このような構成によれば、シェル２の上部にガスの滞留部が形成されると、該ガスの滞留部に配置された反応管の上部は熱媒体によって冷却されないことがあるが、熱媒体によるこのような不十分な温度制御を防止することができる。
【００５８】
プロピレン、プロパン又はイソブチレンを分子状酸素含有ガスで酸化する多管式反応器において、図２に示す多管式反応器を採用し、プロセスガスが下降流の場合、即ち原料ガスが開口４ｂから入り生成物が開口４ａから排出される場合には、生成物が排出される開口４ａ付近において、目的生成物である（メタ）アクロレインの濃度が高く、反応熱によって加熱されることからプロセスガスの温度も高くなることがある。
【００５９】
また、図３に示す多管式反応器を採用し、プロセスガスが下降流の場合、即ち原料ガスが開口４ｂから入り生成物が開口４ａから排出される場合には、一段目（反応管のＡエリア）の反応終了点である中間管板９付近においては、目的生成物である（メタ）アクロレインの濃度が高く、反応熱によって加熱されることからプロセスガスの温度も高くなることがある。
【００６０】
触媒を一段目（反応管のＡエリア：５ａ−６ａ−６ｂ−６ａ−９）のみに充填した場合、反応管１ｂ、１ｃの二段目（反応管のＢエリア：９から５ｂの間）では反応を実施せず、反応エリアＢのシェル２に流れる熱媒体によってプロセスガスを冷却し、（メタ）アクロレインが自動的に酸化反応を起こさないようにする。この場合、反応管１ｂ、１ｃのＢエリア（９から５ｂの間）には触媒を充填せず、空筒とするか又は反応活性の無い固体を充填する。熱伝達の特性をよくするためには、後者が望ましい。
【００６１】
また、図３に示す多管式反応器の一段目（反応管のＡエリア：５ａ−６ａ−６ｂ−６ａ−９）と二段目（反応管のＢエリア：９−６ａ’−６ｂ’−６ａ’−５ｂ）に異なる触媒を充填し、一段目でプロピレン、プロパン又はイソブチレンから（メタ）アクロレインを得、二段目で及び（メタ）アクリル酸を得る場合には、一段目の触媒層の温度が二段目の触媒層の温度に比べ高くなることがある。具体的には、一段目の反応終了点付近（６ａ−９）及び二段目反応開始点付近（９−６ａ’）が高温となる。
【００６２】
このため、この部分では反応を実施せず、中間管板９付近におけるシェル２に流れる熱媒体によってプロセスガスを冷却し、（メタ）アクロレインが自動的に酸化反応を起こさないようにすることが好ましい。この場合、中間管板９付近（反応管１ｂ、１ｃの６ａ−９−６ａ’の間）に触媒を充填しない部分を設置し、空筒とするか又は反応活性の無い固体を充填する。熱伝達の特性をよくするためには、後者が望ましい。
【００６３】
（メタ）アクリル酸あるいは（メタ）アクロレイン生成の気相接触酸化反応に用いられる触媒としては、前記前段反応に用いられるような、オレフィンから不飽和アルデヒド又は不飽和酸の生成に用いられるものと、前記後段反応に用いられるような、不飽和アルデ
ヒドから不飽和酸の生成に用いられるものがあり、本発明においてはどちらの触媒も適用することができる。
【００６４】
上記気相接触酸化反応において、主にアクロレインを製造する前段反応（オレフィンから不飽和アルデヒド又は不飽和酸への反応）では、Ｍｏ−Ｂｉ系複合酸化物触媒を用いることができる。Ｍｏ−Ｂｉ系複合酸化物触媒には、下記の一般式（Ｉ）で表されるものが挙げられる。
【００６５】
［化１］
ＭｏaＷbＢｉcＦｅdＡeＢfＣgＤhＥiＯx    （Ｉ）
（式中、Ｍｏはモリブデン、Ｗはタングステン、Ｂｉはビスマス、Ｆｅは鉄、Ａはニッケル及びコバルトから選ばれる少なくとも一種の元素、Ｂはナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム及びタリウムから選ばれる少なくとも一種の元素、Ｃはアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも一種の元素、Ｄは、リン、テルル、アンチモン、スズ、セリウム、鉛、ニオブ、マンガン、ヒ素、ホウ素及び亜鉛から選ばれる少なくとも一種の元素、Ｅは、シリコン、アルミニウム、チタニウム及びジルコニウムから選ばれる少なくとも一種の元素、Ｏは酸素を表す。ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ及びｘは、それぞれ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂｉ、Ｆｅ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＯの原子比を表し、ａ＝１２の場合、０≦ｂ≦１０、０＜ｃ≦１０（好ましくは０．１≦ｃ≦１０）、０＜ｄ≦１０（好ましくは０．１≦ｄ≦１０）、２≦ｅ≦１５、０＜ｆ≦１０（好ましくは０．００１≦ｆ≦１０）、０≦ｇ≦１０、０≦ｈ≦４、０≦ｉ≦３０であり、ｘは各元素の酸化状態によって決まる値である。）
【００６６】
上記気相接触酸化反応において、アクロレインを酸化してアクリル酸を製造する後段反応（不飽和アルデヒドから不飽和酸への反応）では、Ｍｏ−Ｖ系複合酸化物触媒を用いることができる。Ｍｏ−Ｖ系複合酸化物触媒には、下記の一般式（II）で表されるものが挙げられる。
【００６７】
［化２］
ＭｏaＶbＷcＣｕdＸeＹfＯg    （II）
（式中、Ｍｏはモリブデン、Ｖはバナジウム、Ｗはタングステン、Ｃｕは銅、Ｘは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａから選ばれる少なくとも一種の元素、Ｙは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｎｂ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｐｂ及びＢｉから選ばれる少なくとも一種の元素、Ｏは酸素を表す。ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ及びｇは、それぞれ、Ｍｏ、Ｖ、Ｗ、Ｃｕ、Ｘ、Ｙ及びＯの原子比を示し、ａ＝１２の場合、２≦ｂ≦１４、０≦ｃ≦１２、０＜ｄ≦６、０≦ｅ≦３、０≦ｆ≦３であり、ｇは各々の元素の酸化状態によって定まる数値である。）
【００６８】
上記触媒は、例えば、特開昭６３−５４９４２号公報、特公平６−１３０９６号公報、特公平６−３８９１８号公報等に開示される方法により製造される。
【００６９】
本発明で使用する触媒は、押し出し成型法又は打錠成型法で成型された成型触媒でもよく、また触媒成分よりなる複合酸化物を、炭化ケイ素、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化チタン等の不活性な担体に担持した担持触媒でも良い。
【００７０】
また、本発明で使用する触媒の形状には特に制限はなく、球状、円柱状、円筒状、星型状、リング状、不定形等の何れであってもよい。
【００７１】
上記の触媒は、希釈剤としての不活性物質を混合して使用することもできる。不活性物質は、上記反応条件化で安定であり、原料物質及び生成物と反応性が無い物質であれば特
に制限されない。具体的には、アルミナ、シリコンカーバイド、シリカ、酸化ジルコニア、酸化チタン等、触媒の担体に使用される物質が好ましい。
【００７２】
また、その形状は、触媒と同様に制限は無く、球状、円柱状、円筒状、星型状、リング状、小片状、網状、不定形等の如何なる形状であってもよい。大きさは、反応管径及び圧力損失を考慮して決定する。
【００７３】
希釈剤としての不活性物質の使用量は、目的とする触媒活性により適宜決定されるものである。
【００７４】
このような目的に即した触媒と不活性物質の充填方法としては、例えば、反応管の充填層を区分して、反応管における原料ガスの入り口付近は触媒活性を低くして、発熱を抑えるために不活性物質の使用量を増やし、反応ガスの出口付近は触媒活性を高くして反応を促進させるために不活性物質の使用量を減らす方法や、一定の混合比で反応管に１層で充填する方法、等が挙げられる。
【００７５】
反応管内の触媒の活性を変化させるための方法としては、例えば、触媒の組成を調節して異なる活性の触媒を用いたり、触媒粒子を不活性物質粒子と混合し触媒を希釈することにより活性の調整をする方法が挙げられる。
【００７６】
具体例としては、２層充填の場合は、反応管の原料ガスの入り口部分に不活性物質粒子の割合の高い触媒として、不活性物質粒子を充填物に対する使用割合で０．３〜０．７用い、反応管の出口側には、この割合よりも低い割合（例えば、不活性物質粒子を充填物に対する使用割合として０．５〜１．０）で不活性物質粒子を用いる。
【００７７】
固定床多管型反応器の管軸方向に形成される触媒層の数は、特に制限されないが、触媒層の数が多すぎる場合は、触媒充填作業に多大な労力が必要となるため、通常１〜１０とされる。また、各触媒層の長さは、触媒種、触媒層数、反応条件等に応じて適宜決定すればよい。
【００７８】
気相接触酸化に用いられる多管式反応器には、原料ガスとして、プロピレン、プロパン又はイソブチレン、及び／又は（メタ）アクロレイン、分子状酸素含有ガスと水蒸気の混合ガスが主に導入される。
【００７９】
本発明において、原料ガス中のプロピレン、プロパンやイソブチレンの濃度は６〜１０モル％であり、酸素はプロピレン、プロパン又はイソブチレンに対して１．５〜２．５モル倍、水蒸気は０．８〜５モル倍である。導入された原料ガスは、各反応管に分割されて反応管内を通過し内包する酸化触媒のもとで反応する。
【００８０】
熱交換器２０は、反応器１で生成した反応ガスを冷却する手段であれば特に限定されない。このような熱交換器２０としては、多管式熱交換器、プレート式熱交換器、スパイラル式熱交換器等何れの形式の熱交換器でも使用可能である。高沸物が付着した場合、熱交換器の清掃が容易な多管式熱交換器が特に好適に使用できる。
【００８１】
この場合、熱交換器２０において、反応ガスをチューブサイド、シェルサイドのいずれを流してもかまわないが、反応ガスの圧力損失を下げ、更に付着物の清掃が容易なようにチューブサイドに反応ガスを流すことが好ましい。
【００８２】
反応ガスの流速は、多管式の熱交換器の場合は５〜２５ｍ／秒、好ましくは５〜１５ｍ／秒である事が好ましい。流速が遅いと熱交換器への高沸物の付着が増える傾向があり、
また、流速が早すぎると熱交換器での差圧が上がり反応圧力の上昇につながりやすく、好ましくない。
【００８３】
熱交換器２０の熱媒（冷媒）の温度は、１００℃〜２５０℃、好ましくは１２０℃〜２００℃の範囲である。熱媒の温度が低すぎる場合、反応ガスの熱エネルギーをスチームとして回収できないことから不利である。また、熱媒の温度が高い場合には、回収出来る熱エネルギーが減少するため好ましくない。
【００８４】
熱媒によって熱交換器２０で反応ガスを冷却する方法は、有機熱媒を使用し冷却する方法、加圧された水を使用する方法、水を沸騰させることにより冷却する方法等があるが、本発明では、何れの方法でも問題なく使用することが出来る。
【００８５】
吸収塔３０は、（メタ）アクリル酸を吸収する吸収液と反応ガスとを接触させて反応ガス中の（メタ）アクリル酸を吸収液に吸収させる手段である。このような吸収塔３０には、反応ガスの供給口を下部に有し、吸収液の供給口を上部に有し、これらの供給口の間に充填されている充填物又はトレイを有し、液体の排出口を底部に有する塔を用いることができる。
【００８６】
吸収塔３０内には、トレイ、あるいは充填物が設置される。トレイとしては、ダウンカマーのある泡鐘トレイ、多孔板トレイ、バルブトレイ、スーパーフラックトレイ、バッフルトレイ、マックスフラクストレイ等、ダウンカマーの無いデュアルトレイ等が挙げられる。
【００８７】
充填物としては、規則充填物と不規則充填物とが挙げられる。規則充填物としては、スルザー・ブラザース（株）製のスルザーパック、住友重機械工業（株）製の住友スルザーパッキング、住友重機械工業（株）製のメラパック、グリッチ（株）製のジェムパック、モンツ（株）製のモンツパック、東京特殊金網（株）製のグッドロールパッキング、日本ガイシ（株）製のハニカムパック、ナガオカ（株）製のインパルスパッキング、三菱化学エンジニアリング（株）製のＭＣパック等が挙げられる。
【００８８】
不規則充填物としては、ノートン（株）製のインタロックスサドル、日鉄化工機（株）製のテラレット、ＢＡＳＦ（株）製のポールリング、マストランスファー（株）製のカスケード・ミニ・リング、日揮（株）製のフレキシリング等が挙げられる。
【００８９】
本発明では、これらの種類に限定されることはなく、また一般に使用されるようにトレイ及び充填物を１種類以上組み合わせて用いることができる。
【００９０】
前記吸収液は、反応ガス中から（メタ）アクリル酸を吸収する液体であれば特に限定されない。このような吸収液には、水、ジエチルテレフタレート等の有機溶剤、水と有機溶剤との混合物等が挙げられる。
【００９１】
吸収塔３０における吸収液の供給方法は、反応ガスと吸収液とを接触させる方法であれば特に限定されない。例えば、反応ガスに対して向流で接触するように吸収液を供給する方法や、反応ガスと吸収液とを並流で接触させ吸収する方法や、予め噴霧された吸収液に反応ガスを接触させ冷却した後に吸収液に吸収する方法があるが、何れの方法でも問題なく実施することができる。
【００９２】
バイパス管４０は、熱交換器２０を介さずに反応器１と吸収塔３０とを接続する管であれば特に限定されない。バイパス管４０は、熱交換器２０の本体に直接設置されてても、あるいは熱交換器２０に連結された配管に設置されていても良い。またバイパス管４０は
一つである必要はなく、複数のバイパス管を設けて使用することも可能である。
【００９３】
自動弁５０は、バイパス管４０を流れる反応ガスの流量を調整する手段である。本実施形態では自動弁５０を用いたが、本発明では、バイパス管４０における反応ガスの流量を調整することが可能な手段であれば特に限定されず、このような種々の手段を用いることができる。例えば流量調整手段には、自動的に開度が調整できる弁、必要に応じ手動で開度が変更できる弁の何れでも問題なく使用できる。
【００９４】
また、弁のタイプとしては、グローブ弁、ニードル弁、ゲート弁、バタフライ弁等があるが、弁の開閉度が変更できる弁であればいずれの弁でも使用できる。
【００９５】
なお、本発明の（メタ）アクリル酸の製造装置に用いられる、蒸留塔の各種ノズル、塔本体、リボイラ、配管、及び衝突板（含む天板）等の各種構成の材質は、（メタ）アクリル、その原料、及び中間体等の取り扱う易重合性化合物とその温度条件により選定されるが、本発明では、本発明において行われる操作に支障を来さないものであれば特に限定されない。
【００９６】
例えば、易重合性物質として代表的な（メタ）アクリル酸、及び（メタ）アクリル酸エステル類の製造においては、ステンレススチール類が良く使用されるが、本発明では、これらの金属を材料として用いることができる。またこれに限定されない。各種構成の材質としては、例えばＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１７、ＳＵＳ３１７Ｌ、ＳＵＳ３２７、あるいはハステロイ類が挙げられる。各種構成の材質は、耐食性等の観点からそれぞれの液物性に対応して選定すればよい。
【００９７】
反応器１では、開口４ｂから前述した原料ガスをシェル２に供給し、前述した触媒を充填した反応管１ｂ、１ｃに原料ガスを供給することにより、（メタ）アクリル酸が生成される。生成した（メタ）アクリル酸を含有する反応ガスは、２００〜３５０℃で反応器１から排出される。
【００９８】
反応器１から排出された反応ガスは、熱交換器２０に供給され、冷却される。これにより反応ガスから熱エネルギーが回収される。なお、初期状態では、自動弁５０は全閉とされているものとする。
【００９９】
熱交換器２０で１５０〜２５０℃に冷却された反応ガスは、吸収塔３０に供給される。吸収塔３０に供給された反応ガスは、吸収塔３０の下部から塔内を上昇し、吸収塔３０の上部から散布されている吸収液（例えば水）と接触する。反応ガスと吸収液とは、吸収塔３０内のトレイや充填物によって効率よく接触し、反応ガス中の（メタ）アクリル酸は吸収液に吸収される。これらの接触で得られた（メタ）アクリル酸水溶液は、吸収塔３０の塔底に収容され、吸収塔３０から抜き出される。
【０１００】
吸収塔３０において、吸収液に吸収されないガス成分は、吸収塔３０の塔頂より排出され、反応器１へ一部を戻したり、大気放出のための無害化処理設備へ供給される。
【０１０１】
吸収塔３０から抜き出された（メタ）アクリル酸水溶液は、従来から知られた方法で脱水、低沸成分の分離等が行われ、前記（メタ）アクリル酸水溶液から精製されたアクリル酸が回収される。
【０１０２】
ところで、反応器１で排出される反応ガス中には、無水マレイン酸、テレフタル酸、トリメリット酸と言った高沸物が含まれており、熱交換器２０にこれらの高沸成分が付着し、熱交換器２０の差圧が徐々に上昇する。このため、継続して（メタ）アクリル酸を製造
すると、反応器１における原料ガスの入り口の圧力、及び反応器１の反応管の内部、反応器１の出口の圧力が少しずつ上昇する。
【０１０３】
反応器１の入り口の圧力が反応ガスの供給圧力と同じレベルに上昇すると、原料ガスを反応器１に供給することが困難になり、原料ガスの反応器１への流量を減らして（メタ）アクリル酸の生産量を下げて運転するか、運転を停止して熱交換器２０を清掃する必要が生じる。
【０１０４】
本実施の形態では、例えば自動弁５０が圧力計６０の検出値に応じて、反応器１における原料ガスの入り口の圧力を一定の値に保つようにバイパス管４０を開く。これにより、反応器１の入り口における圧力が低下し、原料ガスの反応器１への流量を変えることなく（メタ）アクリル酸の製造が継続される。
【０１０５】
なお、自動弁５０では、反応器１の圧力あるいは原料ガスの反応器１への流量が一定となるように、弁の開度を連続的に調整しても良いし、必要に応じ運転員が時々開度を変更しても良い。
【０１０６】
また、自動弁５０を運転初期では全閉とすることは、反応ガスからの熱エネルギーの回収量を高める観点から好ましいが、熱交換器２０の閉塞の防止を優先する観点や、反応ガスの温度を調整する観点から、自動弁５０を運転開始直後から開けても良い。
【０１０７】
より具体的には、運転開始時から自動弁５０を一定の開度で開いて運転し、高沸物の付着に伴い反応器１の入り口圧力が上昇する際に、自動弁５０を少しずつ開き、反応器１の入り口の圧力を一定に保つ方法や、あるいは、反応器１の入り口の圧力が反応器１に供給される反応ガスの圧力と同等のレベルとなり、原料ガスの供給が困難になり、（メタ）アクリル酸の生産量が確保出来ない時、自動弁５０を少しずつ開き反応器１の入り口の圧力を調整する方法が挙げられる。このような方法は、（メタ）アクリル酸の生産量を一定とする観点から好ましい。
【０１０８】
なお、本実施の形態では、反応器１の原料ガスの入り口の圧力を圧力計６０で検出して自動弁５０の開閉を調整しているが、熱交換器２０の閉塞による反応器１内の圧力上昇を検出できる箇所の圧力を検出するのであれば、圧力計６０の設置場所や設置個数は特に限定されない。圧力計６０の設置箇所は、原料ガスの反応器１への流量の変化を検出する観点から反応器１の原料ガスの入り口であることが好ましいが、例えば反応管１ｂ、１ｃ内や、反応器１の出口や、熱交換器２０内、熱交換器２０から反応器１までの間の任意の箇所等であっても良い。
【０１０９】
また、本実施の形態では、圧力計６０を用いて原料ガスの反応器１への流量の低下を検出しているが、反応器１への原料ガスの流量を検出することが可能な検出手段であれば特に限定されず、例えば原料ガスの流量を検出する流量計を圧力計６０の代わりに用いても、同じ効果を得ることができる。
【０１１０】
本実施の形態によれば、反応ガスからの熱エネルギーの回収を行うことができ、また熱交換器２０の閉塞に伴う原料ガスの反応器１への流量の低下、及びこれに伴う（メタ）アクリル酸の製造量の低下を防止することができる。
【０１１１】
本実施の形態によれば、バイパス管４０及びこのバイパス管４０における反応ガスの流量を調整する手段という簡単な構成によって、反応ガスからの熱エネルギーの回収と製造物の製造量の低下とを防止することができることから、既存の設備へ容易に適用することができる。
【実施例】
【０１１２】
＜実施例１＞
図１に示す製造装置を用いて、プロピレンの気相接触酸化反応によりアクリル酸の製造を行った。反応器１には図３に示される多管式反応器を用いた。
【０１１３】
酸化触媒には、プロピレンを酸化し主にアクロレインとする触媒として、特公平６−１３０９６号公報に記載された、Ｍｏ：Ｂｉ：Ｃｏ：Ｎｉ：Ｆｅ：Ｎａ：Ｍｇ：Ｂ：Ｋ：Ｓｉ＝１２：５：２：３：０．４：０．１：０．４：０．２：０．０８：２４の原子比を有する複合酸化物からなる触媒を、多管式反応器の一段目の反応管内（以下、「前段反応器」とする）に充填して使用した。また、アクロレインを酸化してアクリル酸とする触媒として、特開平１１−３５５１９号公報に記載された、Ｍｏ：Ｖ：Ｎｂ：Ｓｂ：Ｓｎ：Ｎｉ：Ｃｕ：Ｓｉ＝３５：７：３：１００：３：４３：９：８０の原子比を有する複合酸化物からなる触媒を多管式反応器の二段目の反応管内（以下、「後段反応器」とする）に充填し使用した。
【０１１４】
原料であるプロピレンは、液化プロピレンを蒸発器を通しガスの状態で反応器１に供給した。また、酸化反応に使用する酸素は、空気を圧縮機により加圧し反応器１に供給した。また、プロピレンの爆発範囲を回避するため、スチームを同時に反応器１に供給した。これらを原料ガスとし、以下に示す組成に一定となる様に反応器１に供給した。
プロピレン        ８．０容量％
空気            ６８．６容量％
水蒸気          ２３．４容量％
【０１１５】
プロピレンを酸化し主にアクロレインとする触媒が充填された前段反応器は、熱媒温度を３２０℃で運転し、また、アクロレインを酸化してアクリル酸とする触媒が充填されている後段反応器は、熱媒温度を２６０℃で運転した。
【０１１６】
反応器１から出るアクリル酸を含む反応ガスは、多管式の熱交換器２０を用いて、１３０℃のスチームを発生させることにより１５０℃に冷却したのち、アクリル酸の吸収塔３０に導入した。
【０１１７】
アクリル酸の吸収塔３０には、バッフルトレイが５０段設置されており、吸収液としての水が塔頂から塔内のトレイに向けて散布され、トレイの下方から吸収塔３０に供給される反応ガス中のアクリル酸は水溶液として回収される。
【０１１８】
運転初期、反応器１の入り口圧は６０ｋＰａで有ったが、６ヶ月後には吸収塔３０の入り口の熱交換器２０が少し閉塞気味となり、反応器１の入り口圧力が７０ｋＰａに増加し、原料空気の供給に支障が見られ、反応器１の原料ガスの組成及び反応器１への原料ガスの流量を一定に保つことが困難となった。
【０１１９】
そこで、吸収塔３０の入り口の熱交換器２０のバイパス管４０に設けられたバルブ５０を開き、前段反応器１の入り口圧力が６０ｋＰａとなるように調整したところ、初期の組成及び流量で原料ガスを供給することができ、アクリル酸の製造運転を継続することができた。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の製造装置の一実施の形態における構成の概略を示す図である。
【図２】本発明の気相接触酸化方法に用いる多管式熱交換型反応器の一つの実施の形態を示す。
【図３】本発明の気相接触酸化方法に用いる多管式熱交換型反応器の一つの実施の形態を示す。
【符号の説明】
【０１２１】
１  反応器
１ｂ、１ｃ  反応管
２  シェル
３ａ、３ｂ  環状導管
４ａ、４ｂ  開口
５ａ、５ｂ  管板
６ａ、６ｂ  穴あき邪魔板
７  循環ポンプ
８ａ  熱媒体供給ライン
８ｂ  熱媒体抜き出しライン
９  中間管板
１１、１４、１５  温度計
２０  熱交換器
３０  吸収塔
４０  バイパス管
５０  自動弁（流量調整手段）
６０  圧力計
【図１】
2005336142.tif 000003
【図２】
2005336142.tif 000004
【図３】
2005336142.tif 000005